HashMap实现原理(底层实现的)

HashMap1.7 版本中,底层是基于数组+链表实现的,如果发生Hash 冲突概率问题,会存放到同一个链表中,链表如果过长 会从头查询到尾部效率非常低
  HashMap1.8 版本 (数组容量>=64&链表长度大于8)就会将该链表转化红黑树。

HashMap概述: HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射 操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。
HashMap的数据结构: 在Java编程语言中,最基本的结构就是两种,一个是数组,另外一个是模 拟指针(引用),所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的,HashMap也不例外。
HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构,即数组和链表的结合体。
HashMap 基于 Hash 算法实现的

  1. 当我们往HashMap中put元素时,利用key的hashCode重新hash计算出当前对象的元素在数 组中的下标
  2. 存储时,如果出现hash值相同的key,此时有两种情况。
    (1)如果key相同,则覆盖原始值;
    (2)如果key不同(出现冲突),则将当前的key-value放入链表中
  3. 获取时,直接找到hash值对应的下标,在进一步判断key是否相同,从而找到对应值。
  4. 理解了以上过程就不难明白HashMap是如何解决hash冲突的问题,核心就是使用了数组的 存储方式,然后将冲突的key的对象放入链表中,一旦发现冲突就在链表中做进一步的对比。 需要注意Jdk 1.8中对HashMap的实现做了优化,当链表中的节点数据超过八个之后,该链表会转
    为红黑树来提高查询效率,从原来的O(n)到O(logn)

HashMap基于hashing原理,我们通过put()和get()方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时,它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode,让后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时,通过键对象的equals()方法找到正确的键值对,然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题,当发生碰撞了,对象将会储存在链表的下一个节点中。 HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。
1. HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现,允许使用null值和null键,但不保证映射的顺序。
2. 底层使用数组实现,数组中每一项是个单向链表,即数组和链表的结合体;当链表长度大于一定阈值时,链表转换为红黑树,这样减少链表查询时间。
3.HashMap在底层将key-value当成一个整体进行处理,这个整体就是一个Node对象。HashMap底层采用一个Node[]数组来保存所有的key-value对,当需要存储一个Node对象时,会根据key的hash算法来决定其在数组中的存储位置,在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置;当需要取出一个Node时,
也会根据key的hash算法找到其在数组中的存储位置,再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Node。
4. HashMap进行数组扩容需要重新计算扩容后每个元素在数组中的位置,很耗性能采用了Fail-Fast机制,通过一个modCount值记录修改次数,对HashMap内容的修改都将增加这个值。迭代器初始化过程中会将这个值赋给迭代器的expectedModCount,在迭代过程中,判断modCount跟expectedModCount是否相等,如果不相等就表示已经有其他线程修改了Map,马上抛出异常

HashMap 的实现原理

HashMap 底层是 hash 数组和单向链表实现,数组中的每个元素都是链表,由 Node 内部类(实现 Map.Entry接口)实现,HashMap 通过 put & get 方法存储和获取。
存储对象时,将 K/V 键值传给 put() 方法:
①、调用 hash(K) 方法计算 K 的 hash 值,然后结合数组长度,计算得数组下标;
②、调整数组大小(当容器中的元素个数大于 capacity * loadfactor 时,容器会进行扩容resize 为 2n);
③、
i.如果 K 的 hash 值在 HashMap 中不存在,则执行插入,若存在,则发生碰撞;
ii.如果 K 的 hash 值在 HashMap 中存在,且它们两者 equals 返回 true,则更新键值对;
iii. 如果 K 的 hash 值在 HashMap 中存在,且它们两者 equals 返回 false,则插入链表的尾部(尾插法)或者红黑树中(树的添加方式)。(JDK 1.7 之前使用头插法、JDK 1.8 使用尾插法)(注意:当碰撞导致链表大于 TREEIFY_THRESHOLD = 8 时,就把链表转换成红黑树)
获取对象时,将 K 传给 get() 方法:①、调用 hash(K) 方法(计算 K 的 hash 值)从而获取该键值所在链表的数组下标;②、顺序遍历链表,equals()方法查找相同 Node 链表中 K 值对应的 V 值
hashCode 是定位的,存储位置;equals是定性的,比较两者是否相等。

HashMap底层

就是一个数组结构(Entry[] table) 可以看出,Entry就是数组中的元素,每个 Map.Entry其实就是一个key-value对,它持有一个指向下一个元素的引用,这就构成了链表。
hashmap的数据结构
要知道hashmap是什么,首先要搞清楚它的数据结构,在java编程语言中,最基本的结构就是两种,一个是数组,另外一个是模拟指针(引用),所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的,hashmap也不例外。Hashmap实际上是一个数组和链表的结合体(在数据结构中,一般称之为“链表散列“),请看下图(横排表示数组,纵排表示数组元素【实际上是一个链表】)

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